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無鉛波峰焊機--企業節約成本的明智選擇

作者: 深圳市香蕉app破解版ioses電子設備有限公司發表時間:2018/12/6 11:00:25瀏覽量:1120

很多人都認為,隻要把無鉛焊料直接添加到現有的波峰焊機中,就可以實現由錫鉛(SnPb)向無鉛的轉變。還有人認為,認為有必要在無鉛工藝中采用一種新型的波峰焊機。
文本標簽:無鉛波峰焊機--企業節約成本的明智選擇

  很多人都認為,隻要把無鉛焊料直接添加到現有的波峰焊機中,就可以實現由錫鉛(SnPb)向無鉛的轉變。還有人認為,認為有必要在無鉛工藝中采用一種新型的波峰焊機。


其實由於表麵貼裝元件占有優勢地位,目前的再流焊接工藝已將重點放到無鉛製造中。波峰焊接也必須向無鉛技術轉變,以避免同一個組件上含鉛合金與不含鉛合金混合到一起。這也是很多生產者需要考慮的問題。


對於無鉛波峰焊行業來說,利好的是隨著無鉛生產的不斷增長,許多製造廠家正通過不同的途徑尋求通過將現有的波峰焊機升級,滿足無鉛組件的需求,以節省資金的方法。而且很多都做得很成功,就像我公司深圳市香蕉app为爱而生電子設備有限公司。


要使無鉛峰焊接工藝獲得成功,就必須考慮改變整個工藝。因為大多數無鉛焊料都具有良好的可焊性,但是,與錫鉛焊料比較,卻呈現出潤濕性下降的特性。由於潤濕性是焊接的一個關鍵因素,並受到多個變量的影響,因此焊接工藝需要調整,這些變化將會影響機器參數的絕大部分。公司在研發新產品的時候很好的考慮到了這方麵。


由於無鉛合金的潤濕特性不如錫鉛焊料的好,所以,使用優良的焊劑化合物是至關重要的。此外,無鉛焊接所需的較高溫度,要求焊劑化合物能夠承受高達130℃的預熱溫度和280℃的液化焊料溫度下長達3秒鍾。一般建議使用無揮發性有機化合物(VOC free)的水基焊劑。


無鉛合金的錫含量明顯要比錫鉛焊料的高,而且無鉛合金需要更高的工藝溫度。許多產品都是漸進式地轉向無鉛化,而許多製造廠家正在生產兼容無鉛產品的波峰焊機。


根據公司研發人員的不斷測試,無鉛波峰焊接的預熱要求,傳送速度為120mm/min的加熱區長度需達1.8米,而傳送速度大於180mm/min的加熱區長度需達2.4米。有效的升級方法是:用一種外置的焊劑噴塗機替代現有的焊劑噴塗機。這不僅可以改善焊劑應用的質量,還可以釋放波峰焊機內的空間。


同時研發人員還發現,對於熔點為217℃的錫-銀-銅合金(SnAgCu),焊錫鍋的溫度應在260°-270℃之間。對於高熔點的合金,如錫-銅(SnCu),焊接溫度可在270°-280℃之間。


由於無鉛合金的潤濕特性較差,需要較長的接觸時間,所以,通常都要改變層流焊嘴的特性。通常會減小芯片與層流波之間的距離,以便最大限度地減少接觸點之間的溫度下降。增加層流波長度可以改善潤濕性,同時可以提高預熱量,產生類似的效果。降低層流波的壓力頭高度,可以減小溢出焊料的距離,從而減少浮渣量。


現有的波峰焊機需要較新的焊劑噴淋裝置進行升級,以適用於揮發性有機化合物(VOC)水基焊劑的加工處理。超聲或噴嘴類型的焊劑噴塗設備效果最好,因為焊劑的液滴尺寸是可以控製的,而且在整個印製電路板(PCB)上可以噴塗連續均勻的圖形。使用無揮發性有機化合物的焊劑,可以獲得最小尺寸的液滴,可以得到良好的通孔滲透。


在載入芯片或層流波時,為達到較高的溫度,避免PCB過熱,常常需要一個較長的預熱區。PCB頂部達到適當的預熱溫度,對於降低焊接缺陷的影響最大。把從板子底部進行遠紅外加熱的方法,與從板子頂部進行對流加熱的方法結合在一起,可使PCB獲得最佳得預熱效果。


與錫鉛焊料比較,大多數無鉛合金由於增加了錫的含量,在焊料液化時會很快氧化。由於工藝溫度較高,就會很快形成由錫氧(SnO and SnO2)構成的氧化物和浮渣。焊錫鍋中的惰性氮氣氛使得液化焊料盡量少暴露於氧氣氛下,從而減少浮渣量。降低氧化的速率並聚焦浮渣,可明顯提高焊料性能。


裸銅上的OSP塗層很快取代了傳統的熱風整平(HASL)板塗層,使得人們必須權衡鉛汙染和銅汙染的潛在影響問題。由於無鉛波峰焊接得到廣泛應用,由於無鉛合金的銅的溶解速率較高要求增加對焊錫鍋的保養維護,引發了一係列的問題。


在長時間的操作過程中,焊錫鍋中某些無鉛合金的流動逐漸緩慢下來。這是由於焊錫鍋底部的銅-錫金屬間化合物(CuSn)的聚集所造成的。使用標準的錫鉛波峰焊接,其銅-錫金屬間化合物是流動的,這類問題就不存在了。


在標準的錫-鉛波峰焊爐中,像銅這樣的雜質在其聚集時與錫形成金屬間化合物。降低焊鍋的溫度,讓焊鍋閑置幾個小時,撇去其表麵的浮渣,可以輕鬆地去除金屬間化合物。這種方法很奏效,因為銅-錫金屬間化合物(CuSn)的密度為8.28,而錫-鉛(SnPb)的密度為8.80,銅-錫金屬間化合物可以流動。對錫鉛焊爐進行周期性的保養維護,可使銅含量保持在0.15-3%之間,這一範圍是可以接受的。錫-銅或錫-銀-銅無鉛焊料合金的密度小於錫鉛焊料的密度。


銅-錫金屬間化合物不是在表麵上浮動,而是滲透於無鉛合金中,並彌散於整個焊錫鍋中。此外,有些無鉛合金溶解銅速度也比錫-鉛的快。這是由於銅聚集和焊錫鍋的雜質以較快的速率形成的結果,這樣,就需要經常性地更換焊錫鍋中的焊料,或進行徹底的清理。


根據研究結果,九一香蕉视频建議,當裝有無鉛合金的焊錫鍋中的銅雜質達到1.55%時,必須倒掉焊錫鍋合金活性就低。超過這個值,多數無鉛合金活性就低,銅雜質高於1.9-2.0%時,就會損壞渦輪、導流板和焊錫鍋。


由於在高溫下,錫是有腐蝕性的,所以,許多無鉛合金會導致用於渦輪、導流板和焊錫鍋中的基體金屬腐蝕。許多基體金屬如不鏽鋼或鑄鐵的表麵,常常會出現鏽斑,而且在延長與無鉛合金的接觸時間後開始溶解。這樣的瀝濾過程,將釋放出鐵(Fe)粒子,使得焊料合金遭受汙染。


在使用無鉛合金時,焊錫鍋材料,如不鏽鋼,僅經幾個月的操作後就會被損壞。使用高標號的不鏽鋼在某種程度上會降低這種效應,已有抗腐蝕的表麵塗層申請了專利。然而,因為需用較高水準的保養維護,才能去除浸入焊錫鍋底部的銅金屬間化合物,表麵塗層有可能會出現劃痕。一段時間之後,劃痕增多會破壞表麵塗層,結果導致基體金屬腐蝕,焊錫鍋受到汙染。在沒有保護的情況下,用這些基體金屬製成的零部件,在僅僅使用了一、二年的時間後,其質量就會下降到需要更換的程度。


傳統的基體金屬製造的焊料泵和導流板,應用於無鉛焊接中,會頻率發生磨損,引起人們重新考慮鈦的使用問題。改裝盒可替代渦輪、導流板和焊料噴嘴,其零部件都是用鈦製造的,可滿足無鉛應用的長期使用要求


可將鈦焊爐襯裝到現有的鑄鐵焊爐內,這樣,現有的波峰焊機就可用於無鉛工藝中了可將這種鈦質的爐襯用於各種不同類型的波峰焊機的改裝。這種方法不存在鐵溶解的問題,可使焊料雜質降到最低限度,而且不需對焊錫鍋進行周期性的傾倒。


結論:采用外置的焊劑噴塗機、新的預熱組件、焊錫鍋改裝盒和鈦焊爐襯,對現有的波峰焊機進行升級,可以降低向無鉛波峰焊過渡的成本。尤其是當將一種升級方案應用於舊的波峰焊機時。這種方法提供了有效的無鉛性能,而成本僅為一台新設備價格的幾分之一。